[论文解读] Artificial Intelligence-Enabled Intelligent Assistant for Personalized and Adaptive Learning in Higher Education

Ramteja Sajja, Yusuf Sermet+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 19, 2023

Online Learning and Analytics被引用 40

一句话总结

该论文提出了一种新颖的 AI-enabled Intelligent Assistant (AIIA)，它使用 AI 和 NLP 在高等教育中提供个性化、自适应学习，包括互动式响应、测验、抽认卡，以及与 LMS 的整合。

ABSTRACT

This paper presents a novel framework, Artificial Intelligence-Enabled Intelligent Assistant (AIIA), for personalized and adaptive learning in higher education. The AIIA system leverages advanced AI and Natural Language Processing (NLP) techniques to create an interactive and engaging learning platform. This platform is engineered to reduce cognitive load on learners by providing easy access to information, facilitating knowledge assessment, and delivering personalized learning support tailored to individual needs and learning styles. The AIIA's capabilities include understanding and responding to student inquiries, generating quizzes and flashcards, and offering personalized learning pathways. The research findings have the potential to significantly impact the design, implementation, and evaluation of AI-enabled Virtual Teaching Assistants (VTAs) in higher education, informing the development of innovative educational tools that can enhance student learning outcomes, engagement, and satisfaction. The paper presents the methodology, system architecture, intelligent services, and integration with Learning Management Systems (LMSs) while discussing the challenges, limitations, and future directions for the development of AI-enabled intelligent assistants in education.

研究动机与目标

• 激发高等教育中个性化和自适应学习的需求。
• 开发一个框架（AIIA），利用 AI 和 NLP 提供定制化的学习指导以支持学习者。
• 实现信息访问、知识评估和个性化学习路径，以降低认知负荷。
• 研究用于教育中的 AI-enabled VTAs 的系统架构、智能服务和 LMS 集成。

提出的方法

• 提出用于个性化/自适应学习的 Artificial Intelligence-Enabled Intelligent Assistant (AIIA) 框架。
• 利用 AI 和自然语言处理技术来理解学生提问并生成学习材料。
• 提供如解答问题、生成测验和抽认卡、以及创建个性化学习路径等能力。
• 讨论系统架构、智能服务，以及与学习管理系统（LMS）的集成。
• 讨论教育领域中 AI-enabled 智能助理的挑战、局限性与未来方向。

实验结果

研究问题

• RQ1 AI-enabled 智能助理如何在高等教育中支持个性化和自适应学习？
• RQ2 NLP 在理解学生提问和生成定制化学习内容中的作用是什么？
• RQ3 AIIA 如何与现有的学习管理系统（LMS）集成以支持教师和学生？
• RQ4 AI-enabled VTAs 在高等教育中的潜在挑战、局限性和未来方向是什么？
• RQ5 根据该框架，AIIA 对学生学习成果、参与度和满意度有何影响？

主要发现

• 提出了一个新框架（AIIA），以支持高等教育中的个性化和自适应学习。
• AIIA 使用 AI 和 NLP 来理解提问并提供定制化的学习支持、测验和抽认卡。
• 该框架包括系统架构、智能服务和 LMS 集成。
• 论文讨论对学习成果、参与度和满意度的潜在影响。
• 识别了教育领域中 AI-enabled 智能助理的挑战、局限性和未来方向。